对调节阀的结构特性进行研究,推导出已知固有流量特性调节阀相对的缩流面积和涡流面积之比等于其相对流量系数。根据相似性原理,假设具有相同固有流量特性的不同规格调节阀其相对流通面积随相对开度的变化规律是相似的,并据此给出了一种柱塞式阀芯型线的解析设计方法。根据该方法所设计的阀芯型线的数值模拟流量特性与固有流量特性的偏差符合IEC 60534-2-4的规定,可见该设计方法减轻了调节阀阀芯型线设计过程中通过流量试验反复修正阀芯型线的工作量,具有一定的推广价值。

我国的阀笼式调节阀技术起步晚传统的设计过程常常依赖经验公式产品的实验结果与设计要求存在较大误差。因此以阀笼式调节阀套筒为设计对象基于阀笼式调节阀的孔板流量计原理推导得到套筒横截面积的通用公式和4种流量特性(直线型流量特性、等百分比型流量特性、抛物线型流量特性和快开型流量特性)不同开度下套筒的横截面积建立模型并用FLUENT软件进行仿真模拟将调节阀在不同开度下相对流量的实验值与理想设计值进行对比。结果表明:此设计方法在调节阀开度为30%~80%时具有可靠性不仅有效满足设计要求而且该方法设计周期短、成本低、精度高。此外通过推导的阀笼式调节阀套筒的通用面积公式可改变套筒进口处和出口处的压力值和不同固有流量特性要求得到符合特定要求的套筒故具有一定的工程应用价值。